培養(yǎng)計(jì)算思維的Python拓展課程項(xiàng)目教學(xué)探究

劉玲萍

摘 要：本文基于目前信息技術(shù)課程越來越趨向于應(yīng)用化和工具化，傳統(tǒng)教學(xué)難以發(fā)展學(xué)生思維能力等現(xiàn)狀，筆者以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為目標(biāo)開設(shè)思維拓展課程《Python！思考快你一步》，采用項(xiàng)目教學(xué)的方式，使學(xué)生更有效率地掌握學(xué)科知識(shí)，并在此過程中培養(yǎng)實(shí)際思考和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。本文將從“選定項(xiàng)目”、“制定計(jì)劃”、“項(xiàng)目探究”、“項(xiàng)目制作”、“成果交流”、“項(xiàng)目評(píng)價(jià)”六大流程出發(fā)，淺談培養(yǎng)計(jì)算思維的項(xiàng)目教學(xué)在初中信息技術(shù)Python拓展課程中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;項(xiàng)目教學(xué);Python拓展課程

計(jì)算思維是指個(gè)體運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產(chǎn)生的一系列思維活動(dòng)。它包括分解思維、模式識(shí)別、流程建設(shè)、抽象化、編碼思維、存儲(chǔ)思維、安全思維、算法思維、操作思維等。計(jì)算思維的提出，為改變目前信息技術(shù)課程只注重功利性應(yīng)用而忽略長久思維能力發(fā)展的狀況，提供了很好的視角。目前中小學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程的傳統(tǒng)教學(xué)流程一般是：教師在演示操作的同時(shí)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行說明、解釋，學(xué)生根據(jù)教師的要求進(jìn)行練習(xí)，學(xué)生的計(jì)算思維能力難以得到發(fā)展。而項(xiàng)目教學(xué)是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。通過選定項(xiàng)目→制定計(jì)劃→項(xiàng)目探究→項(xiàng)目制作→成果交流→項(xiàng)目評(píng)價(jià)的項(xiàng)目教學(xué)流程，學(xué)生利用信息技術(shù)收集所需的信息，對(duì)信息進(jìn)行加工處理，找出解決實(shí)際問題的辦法，并在此過程中培養(yǎng)實(shí)際思考和解決問題的能力，有效發(fā)展計(jì)算思維。

基于以上思考，筆者以培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維為目標(biāo)開設(shè)思維拓展課程《Python！思考快你一步》，進(jìn)行一些嘗試后對(duì)培養(yǎng)計(jì)算思維的項(xiàng)目教學(xué)策略進(jìn)行了梳理，分為六大流程。

一、選定項(xiàng)目

（一）教師創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生拆解情境問題，形成分解思維

分解思維的培養(yǎng)過程最好是以具體問題為依托，學(xué)生借助拆解情境問題，把復(fù)雜的問題拆解成較輕易應(yīng)付和理解的小問題，通過解決小問題而解決復(fù)雜的問題。從生活實(shí)例情境引入，在游戲中使用算法，學(xué)生如果覺得它很實(shí)用、有價(jià)值，自然就會(huì)想學(xué)習(xí)、掌握該知識(shí)點(diǎn)。

（二）教師以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，學(xué)生識(shí)別規(guī)律，培養(yǎng)模式識(shí)別

在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，問題的難易要適中，充分發(fā)揮任務(wù)的驅(qū)動(dòng)效果，激發(fā)學(xué)生積極地進(jìn)行對(duì)于具體問題的分析與探究，尋找到事物之間的共同特點(diǎn)，利用這些相同的規(guī)律解決問題。

二、制定計(jì)劃

（一）教師抽象分析，學(xué)生抽象問題，形成抽象化思維

在分析過程中，去除問題中與原來有關(guān)聯(lián)的現(xiàn)實(shí)中的對(duì)象的依賴關(guān)系，并對(duì)其進(jìn)行泛化。

（二）教師分層教學(xué)，學(xué)生畫出流程，學(xué)習(xí)建設(shè)流程

在鍛煉學(xué)生計(jì)算思維時(shí)不妨融入分層教學(xué)的理念。分層教學(xué)可以針對(duì)兩個(gè)方面。一方面，教學(xué)的內(nèi)容可以相應(yīng)分層，如果是較為復(fù)雜的問題，教師可以將一個(gè)大的問題拆分成由淺入深的幾個(gè)小問題。另一方面，可以對(duì)于學(xué)生展開有效分層，對(duì)于不同能力水平的學(xué)生安排不一樣的學(xué)習(xí)任務(wù)。這樣更符合學(xué)生的認(rèn)知水平，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容也更易于被學(xué)生普遍吸收。

三、項(xiàng)目探究

（一）教師模型分析，學(xué)生建立模型，形成建模思維

通過模型分析，讓學(xué)生明白其背后的原理和內(nèi)在思維，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用能力。

（二）教師數(shù)據(jù)分析，學(xué)生組織數(shù)據(jù)，形成編碼思維

學(xué)生通過組織數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼，學(xué)會(huì)用計(jì)算機(jī)的方式思考、解決問題。

四、項(xiàng)目制作

（一）教師程序分析，學(xué)生編程調(diào)試，形成算法思維

隨著教學(xué)的不斷深入，學(xué)生會(huì)慢慢在課堂上接觸到程序的編寫與調(diào)試問題，這是對(duì)于學(xué)生提出的更高要求，也是對(duì)于學(xué)生計(jì)算思維能力的深化培養(yǎng)。

（二）教師操作指導(dǎo)，學(xué)生解決問題，形成操作思維

筆者以Python編程的基本步驟為線索，形成循序漸進(jìn)的梯度，組成一個(gè)任務(wù)鏈，使學(xué)生在“做中學(xué)”、“學(xué)中做”的過程中加深對(duì)知識(shí)的理解。教師在教學(xué)程序編寫時(shí)可以選取一些有代表性的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授，將知識(shí)點(diǎn)融入到學(xué)習(xí)任務(wù)中讓學(xué)生來嘗試完成，讓學(xué)生具備一定的程序編寫與調(diào)試的能力，這同樣是計(jì)算思維能力的直觀體現(xiàn)。

五、成果交流

（一）教師提供建議，學(xué)生通過優(yōu)化，形成優(yōu)化思維

對(duì)算法的有關(guān)性能進(jìn)行優(yōu)化，如時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度、健壯性。通過解決問題我們可以看出，有時(shí)并不是得出了答案即可，我們應(yīng)該盡可能的尋找最優(yōu)解，不斷地對(duì)方法進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)算法的一點(diǎn)小小的改進(jìn)可能會(huì)減少很多計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)。

（二）教師成果展示，學(xué)生交流討論，形成合作思維

同一項(xiàng)目組內(nèi)、不同項(xiàng)目組間通過學(xué)習(xí)平臺(tái)互相交流、借鑒、學(xué)習(xí)。

六、項(xiàng)目評(píng)價(jià)

（一）教師指導(dǎo)評(píng)價(jià)，學(xué)生評(píng)價(jià)反饋，培養(yǎng)總結(jié)思維

對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的整個(gè)過程進(jìn)行回顧、分析，并做出客觀評(píng)價(jià)的電子材料，上傳學(xué)習(xí)平臺(tái)。

（二）教師拓展提升，學(xué)生鞏固拓展，形成遷移思維

算法設(shè)計(jì)中的每種算法都是一種通用解題策略，具備計(jì)算思維特性，可在多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。學(xué)生通過針對(duì)具體任務(wù)的操作，擴(kuò)展到一類操作，進(jìn)而歸納出具有共性的操作模式，觸類旁通地使用其他軟件。

通過在《Python！思考快你一步》拓展課程中培養(yǎng)計(jì)算思維的項(xiàng)目教學(xué)運(yùn)用的探究，學(xué)生學(xué)會(huì)如何利用信息技術(shù)去收集研究所需的信息，對(duì)信息進(jìn)行加工處理，找出解決實(shí)際問題的辦法，在此過程中培養(yǎng)實(shí)際思考和解決問題的能力，學(xué)生不但學(xué)習(xí)到信息知識(shí)的掌握和信息技能的操作，更是鍛煉了用信息技術(shù)學(xué)科思維方式理解信息世界，正確認(rèn)識(shí)技術(shù)、個(gè)人和社會(huì)的內(nèi)在關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

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